热喷聚合物改性沥青防水粘结层施工工法（全面）

1、热喷聚合物改性沥青防水粘结层施工工法GJYJGF046-2008中交第三公路工程局有限公司,沥青混凝土路面的早期破坏是公路工程领域的一大难题，桥面铺装的使用条件更严酷，早期破坏现象更普遍，因此成为各国道桥技术人员努力研究探讨的重要课题。 杭州湾跨海大桥全长36公里，总投资约107亿元，设计期望寿命100年。杭州湾大桥工程指挥部以全寿命的理念，采用了施工科研总承包的方式，旨在提高铺装层的使用性和耐久性，减少大桥封闭维修的社会影响，满足社会公众对超长跨海大桥交通畅通保障日益增长的期望。,1.前言,中交第三公路工程局有限公司联合设计单位和高等院校科研院所，开展了杭州湾跨海大桥水泥混凝土桥双层SMA铺

2、装体系研究，并分别于2007年11月、2009年3月通过杭州湾大桥工程指挥部和中国交通建设股份有限公司的专家评审会评审，均认为课题成果总体水平达到国际先进水平。其中防水粘结层关键技术形成了热喷聚合物改性沥青防水粘结层新颖的施工工法。该工法已推广应用在杭州湾跨海大桥（34.514km，103.542万m2）、杭州市江东大桥（82600 m2）、宜昌市五家岗至云池公路改建项目（8791.3 m2）,由于能有效提高铺装层与混凝土板层间抗水损能力和粘结强度，延长路面使用寿命效果明显，技术先进，故有明显的社会效益和经济效益。,1.前言,2.1 用抛丸处置界面，可以最大程度地去除表面残留物质、浮浆和起砂层

3、，提高混凝土面层的露骨率、粗糙度和清洁度，增加界面粘结和抗剪效果。2.2 高温喷洒高黏度聚合物改性沥青工艺，提高了沥青在自然条件时的黏度，增强界面粘结和抗剪效果。2.3 抛丸处置不会对混凝土面层产生破坏性影响，不会造成密实骨料的松动和细微裂纹。并可暴露混凝土的收缩裂纹等缺陷，提前修补，消除隐患2.4 抛丸处置高效、环保，丸料可循环使用，无粉尘污染，改善施工环境与生态环境。,2工法特点,公路水泥混凝土桥梁铺装沥青混凝土桥面防水粘结层的施工；也可推广应用于市政工程水泥混凝土桥梁铺装沥青混凝土桥面防水粘结层的施工,3适用范围,通过抛丸轮产生的离心力将钢丸料以很高的速度和一定的角度抛射到工作表面上，让

4、钢丸以巨大的冲击能量高速打击工作表面，达到处理工作表面上的杂质、附着物以及其他需要清理的物质的一种表面处理的方法。钢丸和灰尘、杂质一起经过反弹室至储料斗上方的分离装置将钢丸与灰尘分离，钢丸进入储料斗继续循环使用，灰尘则通过连接管进入除尘器，通过滤芯的分离，停留在储灰斗中和滤芯的表面。再通过自动反吹除尘器反吹空气自动间隔清理每一个滤芯。抛丸处置工艺原理如图4-1所示。,4工艺原理,将高黏度聚合物改性沥青加温到1855，降低其施工粘滞度，使其渗入抛丸处置打开的混凝土表面毛细孔中，增强界面沥青与混凝土的粘结效果。采用具有自动加热控温和车速、泵压与流量联动的智能型洒布车，保证热喷高黏度聚合物改性沥青的

5、质量。,4工艺原理,图4-1 抛丸处置工艺原理示图,5.1 施工工艺流程 施工准备抛丸处置沥青洒布（同步撒布防粘碎石）工序检验交接。,5施工工艺流程及操作要点,5.2 操作要点5.2.1 抛丸处置 1 桥面初步清理 2 抛丸机的调试就位 3 抛丸作业 4 废料清理 5 钢丸回收 6 工序交接,5施工工艺流程及操作要点,5.2 操作要点5.2.2 防水粘结层 1 除尘 2 沥青与碎石洒（撒）布量标定 3 路缘带污染防护 4 沥青及碎石施工 5 碾压 6 接缝的处理,5施工工艺流程及操作要点,5.3劳动组织本工法劳动组织如表5.3。 表5.3劳动组织情况表,5施工工艺流程及操作要点,6.1材料6.

6、1.1施工耗材本工法抛丸施工所消耗钢丸标准为高碳钢丸和砂（GB/T18838.3-2008），（原标准铸钢丸GB6484-86，铸钢砂GB6485-86）。6.1.2工程材料本工法所用热喷聚合物改性沥青，其SHRP性能等级为PG76-22，主要技术指标见表6.1-1。,6材料与设备,6.1材料 表6.1.2 热喷聚合物改性沥青技术指标,6材料与设备,6.2设备本工法工程所用主要施工机械设备如表6.2 6.2 主要施工机械设备,6材料与设备,7.1工程质量控制标准 本工法施工质量执行公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）、公路沥青路面施工技术规范（JTG F402004）、公路工程质量检

7、验评定标准（JTG F80/12004）。抛丸处置目前国内尚无相关的技术规范标准，其质量检验标准允许偏差推荐值如表7.1.1。,7质量控制,7.1工程质量控制标准 表7.1.1 抛丸处置允许偏差推荐值表,7质量控制,7.2质量控制措施7.2.1建立健全质量保证体系，明确各职能部门和各级人员的质量职责，明确执行者和检验者，以工作质量来保证工程质量，用工序质量保证项目质量，实现质量目标。7.2.2根据混凝土桥面板的情况，合理调整钢丸的大小和形状、抛丸机的行走速度、钢丸的抛射速度与流量三个关键施工参数，保证抛丸处置质量。7.2.3抛丸机采用直线连续抛丸作业，两台机作业宽度重叠23，保证抛丸处置的覆盖

8、面，并使搭接的部分不出现高低差。对无法抛丸处置的边角等部位，采用手持式打磨机补充处置。7.2.4在桥面处理完毕后方可进行防水粘结层施工，不得有可见灰尘、油污和其他污物的二次污染。施工前用强力吹风机对桥面再除尘，保持干净、干燥。7.2.5对沥青与碎石洒（撒）布量进行定期标定和校正。7.2.6控制热喷改性沥青的加热温度和洒布温度。7.2.7碾压后，对改性沥青碎石防水层浮动重叠的碎石予以清除，对有胶轮粘起的部位进行人工处理。,7质量控制,7.2质量控制措施7.2.1建立健全质量保证体系，明确各职能部门和各级人员的质量职责，明确执行者和检验者，以工作质量来保证工程质量，用工序质量保证项目质量，实现质量

9、目标。7.2.2根据混凝土桥面板的情况，合理调整钢丸的大小和形状、抛丸机的行走速度、钢丸的抛射速度与流量三个关键施工参数，保证抛丸处置质量。7.2.3抛丸机采用直线连续抛丸作业，两台机作业宽度重叠23，保证抛丸处置的覆盖面，并使搭接的部分不出现高低差。对无法抛丸处置的边角等部位，采用手持式打磨机补充处置。7.2.4在桥面处理完毕后方可进行防水粘结层施工，不得有可见灰尘、油污和其他污物的二次污染。施工前用强力吹风机对桥面再除尘，保持干净、干燥。7.2.5对沥青与碎石洒（撒）布量进行定期标定和校正。7.2.6控制热喷改性沥青的加热温度和洒布温度。7.2.7碾压后，对改性沥青碎石防水层浮动重叠的碎石

10、予以清除，对有胶轮粘起的部位进行人工处理。,7质量控制,8.1建立健全安全保证体系，明确各职能部门和各级人员的安全职责，配备专职安全员和班组兼职安全员，落实安全生产责任制。8.2抛丸机操作人员必须佩带护目镜，以防钢丸弹射伤人。8.3热喷改性沥青温度高，在加温、装料、运输、洒布过程要防烫伤。8.4进行安全施工应知应会教育，认真进行内容应清晰、明确、具体且通俗易懂的作业前安全技术交底。8.5施工现场按符合防火、防风、防雷、防洪、防触电等安全规定及安全施工要求进行布置，并完善布置各种安全标识。8.6施工现场的临时用电严格按照施工现场临时用电安全技术规范的有关规范规定执行。现场用电采用三相五线制，移动

11、照明用电采用三线制，配备标准配电箱和漏电保护装置。8.7建立健全安全检查制度，进行定期安全生产检查和不定期专项检查，及时采取措施消除安全隐患。,8安全措施,9.1认真贯彻关环境保护的法规，加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理，随时接受相关单位的监督检查。9.2对施工场地道路进行硬化，并在晴天经常对施工通行道路进行洒水，防止尘土飞扬，污染周围环境。9.3对桥面两侧的路缘带及护栏用适当尺寸的牛皮纸或塑料薄膜进行全部覆盖，以防止污染。9.4 4级以上大风，不进行热喷改性沥青洒布施工，防止沥青随风飘，污染环境。9.5设置固定的废弃物堆放点，工程废料、施工垃圾统一收集，集

12、中处理。9.6保持机械设备的完好，减少噪音，不扰民。9.7设置固定的机修点，确保无废油污染。9.8文明施工，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。,9.环保措施,在杭州湾跨海大桥（长34.514km, 铺装面积103.542万m2）、 杭州市江东大桥（铺装面积82600m2）、宜昌市伍家岗至云池公路改建项目（铺装面积8791.3m2）等3项工程应用表明，本工法与传统的桥面处理工艺（人工凿毛、机械凿毛、高压水冲洗）相比，具有显著的经济效益和社会效益。10.1 抛丸工艺处置桥面的成本约为机械铣刨工艺的6070%，热喷改性沥青防水粘结层成本约为乳化沥青的1.11.3倍，经济效益显著。抛

13、丸处置界面质量好，沥青黏度高，有效提高了铺装层的使用寿命，降低了公路运营和养护费用，全寿命成本更加经济，社会效益显著。,10效益分析,10.2抛丸机设备小巧，操作简便，工作效率高，施工进度快，劳动强度低。由于可组织多台设备同时施工，大大提高了机械设备的使用率，降低了施工成本。10.3 本工法用抛丸处置，界面质量好，形成均匀的糙面界面，露骨率高，增强界面粘结和抗剪效果。不造成密实骨料的松动和细微裂纹，易于发现桥面混凝土在浇注及硬化过程中存在的收缩裂纹等缺陷，提前修补措施，避免隐患扩大。采用热喷聚合物改性沥青，进一步提高界面防水粘结和抗剪效果。10.4 抛丸处置丸料可循环使用，无粉尘污染，噪声低，

14、改善施工环境与生态环境，节能环保。,10效益分析,11.1应用工程概况11.1.1杭州湾跨海大桥杭州湾跨海大桥全长36km，水泥混凝土桥沥青混凝土桥面铺装工程34.514公里，233.75m，最大坡度3%，桥面横坡2%。桥面铺装为双层SMA铺装体系，上面层4cm SMA-13，下面层6cm SMA-16，桥面铺装面积 103.542万m2。合同工期2007年3月5日至2008年3月6日，2008年5月1日全桥竣工通车，经浙江省交通厅质量监督局验收评定为优良工程。经过一年的通车运行，路面性能良好，质量可靠。,11. 应用实例,11.1应用工程概况 11.1.2杭州市江东大桥江东大桥合同段起止桩号

15、K0+360K4+692.5，全长4.3325km，行车道215.5m，最大纵坡3.5%，横坡2%。江东大桥引桥混凝土桥面采用双层改性沥青混凝土铺装，上面层4cm AC-13C，下面层6cm AC-20C，SBS改性沥青。共铺装桥面82600m2。2008年6月1日开工， 2008年11月30日全桥竣工通车，经浙江省交通厅质量监督局验收评定为优良工程。,11. 应用实例,11.1应用工程概况 11.1.3宜昌市伍家岗至云池公路改造项目伍家岗至云池公路改造项目起讫里程k2+250k20+450，全长18.20km，铺装沥青混凝土路面351476.1m2，其中水泥混凝土桥梁改性沥青混凝土桥面铺装8

16、761.3m2，铺装层6cm AC-13C，SBS改性沥青。2008年4月20日开工，2008年12月30日全桥竣工通车，经浙江省交通厅质量监督局验收评定为优良工程。,11. 应用实例,11.2 应用工程施工总结 经上述3项工程混凝土桥梁沥青混凝土桥面铺装施工，对共性问题总结如下： 11.2.1 抛丸处置去除混凝土板上的所有浮浆、软弱部位，形成粗糙和可靠的抗滑界面，提高水泥混凝土桥面板与沥青铺装层之间的抗剪切能力，保证铺装体系与混凝土面板共同受力变形，不产生相对位移。抛丸处置适用于混凝土浇注均匀、骨料露骨明显、表面比较粗糙、没有较厚的离析砂浆层的桥面，对桥面浮浆较厚的局部区段和大纵坡、多刹车区段可采用机械铣刨,11. 应用实例,11.2 应用工程施工总结11.2.2 抛丸